【技術(shù)領(lǐng)域】

能源環(huán)保

【技術(shù)背景】

太陽能光熱驅(qū)動水蒸發(fā)技術(shù)是借助超高的光譜可見及紅外光譜吸收材料將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，從而對細(xì)菌污染水體、生活及環(huán)境污水和海水等進(jìn)行持續(xù)加熱蒸發(fā)，然后通過冷凝裝置得到純凈淡水的新型純水技術(shù)。太陽能光熱驅(qū)動水蒸發(fā)技術(shù)是一種高效可靠獲得淡水或飲用水的方法，具有可持續(xù)性和環(huán)境友好性，受到了材料、環(huán)境、能源等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。無論在海水淡化、污水處理、滅菌消毒和水電聯(lián)產(chǎn)，還是在沒有電力供應(yīng)的邊遠(yuǎn)山區(qū)、野外生存、海島，海洋船艦，太陽能光熱驅(qū)動水蒸發(fā)系統(tǒng)均具有廣闊的應(yīng)用前景。

【成果介紹】

本太陽能光熱凈水器產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，從材料和三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行開創(chuàng)性設(shè)計(jì)，發(fā)展全新的太陽能光熱蒸發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海水淡化和工業(yè)廢水凈化，解決野外及海洋嚴(yán)酷條件下飲用水供給難題，支撐我國水資源產(chǎn)業(yè)的全方位發(fā)展。本成果采用還原氧化石墨烯修飾的海綿作為超黑三維多孔吸光材料，下層結(jié)合水凝膠大幅提升水的傳質(zhì)速率，海綿/水凝膠雙層結(jié)構(gòu)可以有效隔絕上面超黑海綿蒸發(fā)層和下面水凝膠傳質(zhì)層的熱交換，促進(jìn)太陽光光熱轉(zhuǎn)換效率，提升超黑石墨烯海綿的蒸發(fā)性能。本成果超黑石墨烯海綿/水凝膠雙層結(jié)構(gòu)在波長為200-2500 nm范圍內(nèi)光吸收率為98.2%。在1個(gè)太陽光強(qiáng)下，蒸發(fā)速率為2.0 kg m﹣2 h﹣1。

【技術(shù)優(yōu)勢】

本成果太陽能光熱水蒸發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于開發(fā)和設(shè)計(jì)高效光熱轉(zhuǎn)換材料，提升太陽光吸收能力。

【應(yīng)用案例】

應(yīng)用于野外純水供應(yīng)、海水淡化、污水處理、滅菌消毒和水電聯(lián)產(chǎn)等領(lǐng)域，以及缺乏電力供應(yīng)和電網(wǎng)設(shè)施的邊遠(yuǎn)山區(qū)、野外探險(xiǎn)、海島、遠(yuǎn)洋、邊防等。

【市場前景】

以太陽能光熱蒸發(fā)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化為基礎(chǔ)，逐步實(shí)現(xiàn)太陽能光熱凈水器市場化，力求實(shí)現(xiàn)兼顧社會利益與經(jīng)濟(jì)利益企業(yè)運(yùn)營模式。太陽能光熱凈水技術(shù)應(yīng)用范圍極廣，預(yù)估全球潛在市場規(guī)模至少可達(dá)千億美元。本項(xiàng)目推廣達(dá)產(chǎn)后，有望創(chuàng)造上億元的銷售規(guī)模。